CAPÍTULO IV – METODOLOGIA E RESULTADOS
4.1 O MODELO CONCEITUAL DOS PROCESSOS HIDROGEOLÓGICOS
Os modelos conceituais baseiam-se na representação do comportamento hidrogeológico através dos processos físicos que envolvem o fenômeno estudado e da constituição geológica (litologia, estratigrafia, estruturas, dimensões, coeficientes hidrodinâmicos, etc.) do sistema aquífero em questão, ou seja, diz respeito às relações do sistema aquífero com o ciclo hidrológico e, particularmente, com os cursos d’água superficiais que lhes são sobrepostos. No âmbito das águas subterrâneas, esta relação se materializa através dos processos naturais de recarga (ou alimentação), circulação, descarga e determinação dos coeficientes hidrodinâmicos.
4.1.1 RECARGA (OU ALIMENTAÇÃO)
A recarga natural de um sistema aquífero é um importante processo hidrológico que acontece pela infiltração da água de chuva. Parte dessa água infiltrada retorna à atmosfera pela evapotranspiração e parte é drenada, lenta e verticalmente, através de uma zona de subsaturação até atingir o nível hidrostático.
Sendo assim, pode-se definir a recarga de águas subterrâneas como o fluxo d’água proveniente das precipitações adicionado à zona saturada do aquífero, o qual irá viabilizar os processos de circulação, descarga e gerar o aumento do armazenamento de água da zona saturada. Logo, a determinação da recarga do aquífero é fator primordial nos estudos hidrogeológicos e na gestão dos recursos hídricos subterrâneos, visto que a sua correta definição proporcionará a determinação de uma vazão explotável segura.
Portanto, é de grande importância no estudo do balanço hídrico subterrâneo de uma bacia hidrográfica, o entendimento da influência mútua entre a recarga, circulação, descarga, armazenamento subterrâneo e a vazão de base de um curso d’água. Na escala temporal anual, admite-se a igualdade do volume de recarga e do volume relativo às vazões de base do curso d’água.
As condições geológicas, hidrológicas e morfológicas da Bacia Sedimentar Costeira Paraíba- Pernambuco indicam que a recarga dos principais aquíferos se processa essencialmente por infiltração de chuva, diretamente nas áreas de afloramento das formações, secundariamente por processo de infiltração vertical de um aquífero a outro, devido à diferença de pressão hidrostática entre eles (SUDENE, 1975).
Especificamente sobre os tabuleiros arenosos das formações Beberibe e Barreiras, a recarga do sistema aquífero também se processa, durante o período de cheias, por transferência de uma parte das águas fluviais que, à época, adquirem carga hidráulica superior à do sistema aquífero (Costa et al., 2007).
Conforme cálculos contidos em SUDENE (1975), as taxas de infiltração efetiva têm estimativas bastante ponderáveis, desde 10% até 30%, ou mais, das precipitações médias anuais. A partir de observações sobre o fluxo subterrâneo no domínio do aquífero Beberibe, o referido trabalho estima uma taxa de 5% a 6% de infiltração efetiva para esta unidade aquífera.
Utilizando a mesma metodologia, considerando uma pluviometria média de 1.500 mm/ano e o potencial da ordem de 135,10 x 106m3/ano, na área da bacia sedimentar costeira contida na Região
do Baixo Curso do rio Paraíba (1.157,92 km²), a taxa de infiltração seria de 12,86%. A repartição desta infiltração por aquífero, e mesmo por subsistema, não foi avaliada neste estudo por falta de dados hidrológicos para tal.
Rufino (2006) observou, na área do bairro do Bessa, na cidade de João Pessoa, que o aquífero freático na região, é muito sensível às perturbações naturais ou artificiais a ele impostas, respondendo
rapidamente aos processos de recarga e de descarga com elevação e rebaixamento de níveis, respectivamente. Outro problema enfrentado pelo bairro do Bessa é a captação das águas subterrâneas do freático por poços, de forma descontrolada e crescente, podendo gerar, num futuro próximo, rebaixamento excessivo do lençol subterrâneo e intrusão salina.
4.1.2 CIRCULAÇÃO
A circulação regional do sistema é ditada pela distribuição das cargas hidráulicas e influenciando na sua trajetória, os acidentes tectônicos que o afetaram. Normalmente, o escoamento se faz a partir das cargas maiores para aquelas menores, sendo comandadas por fronteiras de carga constante como os rios e, principalmente, o mar, destino final do fluxo subterrâneo.
Nos dias atuais, a situação é diferente, conforme mostra o Mapa Potenciométrico do Sistema Aquífero Paraíba-Pernambuco (Costa et al., 2007) apresentado na Figura 34. Analisando-se o mapa, os autores citados revelam a situação do fluxo em grande parte da bacia, destacando-se os seguintes aspectos:
Na orla marítima situada da cidade de Lucena para o sul da bacia até Pitimbu os poços apresentam níveis estáticos negativos em relação ao nível do mar;
Em consequência, o fluxo subterrâneo está invertido; em vez de se fazer na direção do oceano, ela está se processando do mar para o interior;
Há uma punção considerável na área englobada pelos distritos industriais de João Pessoa e Bayeux, incluindo a área da sede da CAGEPA e dos poços de Marés e do Alto do Mateus, onde as cotas dos níveis estáticos medidos são as mais negativas; Os rios Marés, Jaguaribe, Cuiá tornaram-se rios influentes, perdendo vazão de base
pela exploração excessiva desta parcela do sistema aquífero;
Os tabuleiros desempenham o papel de divisores de água subterrânea, constituindo áreas preferenciais de recarga do sistema aquífero;
As linhas piezométricas, na área entre as cidades de Cruz do Espírito Santo e Santa Rita, apresentam-se muito próximas, revelando um gradiente hidráulico,
relativamente, acentuado, traduzindo uma redução de permeabilidade causada, provavelmente, pela Falha de Rejeito Direcional Rio Paraíba, também conhecida como Falha de Itabaiana;
O divisor das Bacias Hidrográficas dos rios Paraíba e Gramame, correspondente ao Planalto de Santa Rita, é, também, um divisor de fluxo subterrâneo e área de recarga importante do sistema aquífero Pernambuco-Paraíba, particularmente, do subsistema formado localmente pelas formações Barreiras e Beberibe Superior e Inferior, em parte, semiconfinados.
Outro aspecto revelado pelo mapa potenciométrico diz respeito à possibilidade de que já esteja em curso a interiorização da interface água doce subterrânea/água salgada marinha, ou uma contaminação do aquífero inferior pela filtração descendente de águas do aquífero quaternário superior, localmente salinizado, causada pela redução da carga de pressão do aquífero Beberibe, devido à exploração de uma vazão superior à vazão do escoamento natural subterrâneo deste aquífero. As consequências desta sobre-explotação podem ser: a salinização progressiva da água subterrânea pela indução da água marinha ao fluxo subterrâneo, ou, se esta indução se processar em velocidade inferior à explotação, a possibilidade de ocorrência do fenômeno da subsidência de terrenos, com os efeitos indesejados sobre estruturas de construções civis e sobre o meio ambiente.
4.1.3 DESCARGA (OU EXUTÓRIOS)
Os exutórios de um aquífero podem ser naturais ou artificiais. São exutórios naturais quando a descarga se processa sem a intervenção humana. Sendo a extração realizada pelo homem, os exutórios são ditos artificiais.
Serão tratados aqui os exutórios naturais, ou descarga natural, que se processa para a rede hidrográfica estabelecida sobre a bacia sedimentar e, finalmente, para o oceano. Foram avaliados os escoamentos médios anuais de base das bacias hidrográficas e estimada a vazão do escoamento natural (VEN) subterrâneo ao mar, a partir dos estudos da SUDENE (1975).
Figura 34 – Mapa Potenciométrico do sistema aquífero Barreiras e Beberibe (Costa et al., 2007).
De acordo como Plano Estadual de Recursos Hídricos (AESA, 2006) foi possível identificar a participação da descarga natural do sistema aquífero (vazão de base) no escoamento fluvial da Bacia Hidrográfica do rio Paraíba, graças à existência de postos hidrométricos ou de séries de descargas
fluviais geradas por modelos chuva x vazão que permitiram estimar esta repartição do fluxo de água subterrânea. Este valor foi de 135,10 hm³/ano.
Em relação aos exutórios artificiais, os mesmos foram tratados no item 3.5.2.3.
4.1.4 COEFICIENTES HIDRODINÂMICOS
Diversas entidades e pesquisadores realizaram ensaios de bombeamento para a determinação dos coeficientes hidrodinâmicos em alguns poços da região da Bacia Sedimentar Costeira Paraíba- Pernambuco (Costa et al., 1998; Acquatool Consultoria, 2002; Costa et al., 2007). Todavia, torna-se impraticável efetuar-se uma média dos valores obtidos em todos os ensaios realizados por distintas entidades, uma vez que foram empregadas diferentes metodologias e métodos de interpretação.
Portanto, consideraram-se representativos para a região em estudo os seguintes parâmetros hidrodinâmicos:
Tabela 15 – Parâmetros hidrodinâmicos representativos na região estudada (Costa et al., 2007).
AQUÍFERO Transmissividade (T) Condutividade hidráulica (K) Armazenamento (S) m2/d m2/s m/d m/s adimensional Beberibe 140,00 1,60x10-3 2,30 2,7x10-5 1,5x10-4 Barreiras 150,00 1,70x10-3 8,60 1,0x10-4 5,0x10-2